中信建投：P型HJT和鈣鈦礦疊層有望成為短中期太空光伏的主流技術路線

本文轉載自微信公眾號：中信建投證券研究

文｜朱玥 任佳瑋 王吉穎

太空光伏已從試驗階段邁入商業化加速期，相比地面光伏場景，既破解了間歇性瓶頸，又為太空算力、深空探測、偏遠地區供電及軍事應急等場景提供長效能源支撐。P型HJT電池在現有量產技術中抗輻射、輕量化優勢最明顯，2026年后滲透率預計將有所提升，并以執行低軌短期低成本低功率任務為主。鈣鈦礦及疊層電池有望憑借高比功率、抗輻射優勢，在2028年后將逐步承擔低軌星座及深空探測任務。關注材料、設備等環節布局領先的企業。

太空光伏（SBSP）是“太空發電-無線傳輸-地面接收”的全鏈條新型能源方案，2024年后已邁入商業化加速期。其核心優勢在于依托無衰減、超穩定、不間斷的AM0光源供給，年發電小時數、能量密度較地面光伏分別提升4-7、7-10倍，適配太空算力、深空探測、偏遠地區供電及軍事基地、應急救援等高安全、高覆蓋成本的供電需求。

太空光伏技術路線呈現清晰的場景分化

我們預計短期（2024-2027年）三結砷化鎵電池主導高價值通信衛星、深空探測等場景，但面臨成本與產能約束難以在低軌場景下放量。中期（2026-2030年）P型HJT電池在現有量產技術中抗輻射、輕量化性能更優，有望逐步滲透低軌短期任務；長期（2028年后）鈣鈦礦疊層電池憑借高比功率優勢加速突破，在實現較高發電效率的同時輕量化能力也較為突出，應用場景從當前的航天器供電，逐步拓展至2030年的空間太陽能電站定向輸電，最終支撐2035年后GW級太空數據中心規模化部署。

關注太空光伏彈性環節以及布局領先的企業

原材料端關注砷化鎵、高純鎵冶煉及碳化硅襯底企業。設備端聚焦MOCVD設備國產化技術突破企業。

行業全景：商業航天推動太空光伏發展進入加速期

全球航天活動蓬勃發展，中美引領行業增長

2020年以來，全球航天呈現高度活躍的發展態勢，大國航天成為衡量國家整體實力的重要組成部分。航天戰略性作用日益突出：2024年，全球共實施263次航天發射任務，同比增長18%。從近5年發射趨勢看，中美兩國發射活動快速增長，發射航天器重量持續攀升，成為世界航天活動增長的主要動力。

政策支持下，中國商業航天產業與國家航天有望共同迎來蓬勃發展：2015年，國家發改委、財政部和國防科工局聯合下發《關于印發國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015-2025）的通知》，“中國商業航天元年”出現。2024、2025年，商業航天連續兩次作為新質生產力與新興產業的代表被寫入《政府工作報告》。

2025年11月國家航天局印發《國家航天局推進商業航天高質量安全發展行動計劃(2025—2027年)》，目標到2027年，商業航天產業生態高效協同，科研生產安全有序，產業規模顯著壯大，創新創造活力顯著增強，資源能力實現統籌建設和高效利用，行業治理能力顯著提升，基本實現商業航天高質量發展。

太空光伏場景下能量密度顯著提升，應用場景持續擴容

隨著我國的商業航天產業迎來高速發展期，太空電源將從中受益。商業航天技術目前聚焦可復用火箭、衛星互聯網等新興領域，太空光伏電源作為航天器“心臟”，應用目標已從“保障單個航天器在軌運行”，轉向“為航天器群能源共享、在軌數據中心供電等場景”。相較于地面，宇宙空間下太陽能具備無衰減、超穩定、不間斷的優勢，光伏供電系統可突破地面光伏間歇性瓶頸，發電小時數提升4-7倍、能量密度提升7-10倍。

依托這一優勢，太空光伏后續應用場景包括：①定向輸電精準覆蓋偏遠、極地、海洋等高供電成本區域，、②以獨立供電模式滿足軍事基地、應急救援等場景的高安全供電需求。③太空數據中心供電。中國已明確分三階段突破核心技術，計劃于2031-2035年在700-800km軌道規模化部署GW級太空數據中心。美國方面，谷歌、Starcloud聯合英偉達推進測試衛星發射與在軌基礎算力驗證，SpaceX則依托星艦可復用技術與星鏈組網優勢，聚焦高效抗輻射、輕量化光伏組件研發及能源系統優化。

趨勢展望：P型HJT和鈣鈦礦疊層有望在短中期成為主導技術

技術演進：太空光伏的四次革新之路

太空光伏系統由于使用環境特殊，面臨極端溫差（跨度可達-150℃至180℃，且晝夜交替引發頻繁熱循環）、復雜氣體環境（高真空、含高活性腐蝕性原子氧）和強輻射（包含質子、電子、γ射線、中子等高能粒子，易造成材料晶格缺陷、化學鍵斷裂及組件性能衰減），對其中的發電主體有很高的要求。目前，太陽能電池陣（太陽翼）是最常用的電源類型，其發電主體經歷了硅太陽電池——單結砷化鎵太陽電池——多結砷化鎵太陽電池——薄膜砷化鎵太陽電池的四次革新。

多結砷化鎵電池：高價值場景絕對主導，面臨成本產能約束

太空低軌環境中，1MeV電子輻射劑量可達1014e?/cm2；而同步軌道衛星20年累積輻射劑量更可高達1000kRad，基于此，不同太空任務場景形成了差異化的技術選擇：在高價值通信衛星及深空探測等核心領域，三結砷化鎵（GaInP/GaAs/Ge）電池憑借綜合優勢占據絕對統治地位；而在低軌道、短壽命小型衛星領域，硅基、鈣鈦礦及CIGS薄膜電池等新興技術正加速迭代并逐步實現應用落地。

三結砷化鎵電池具有超高轉換效率與輕量化優勢。AM0標準下效率穩定在30%以上，四結版本（如Z4J+）達33.47%，多結電池的理論上限為47.1%；比功率超0.35W/g，是晶硅電池（低于0.1W/g）的3倍以上，契合衛星“輕質高能”核心需求。另一方面，砷化鎵電池具有優異的抗輻射能力與長服役壽命。1MeV電子輻照下效率保持率達90%，抗輻射損傷能力是傳統硅基電池的10倍以上。其核心得益于晶格匹配相對偏差≤0.1%的多層異質結構設計與輻射屏蔽效應。經熱管理后，在-120℃至120℃極端溫差循環中，可穩定服役15-20年，滿足通信衛星任務需求。

然而，砷化鎵電池面臨成本過高與產能受限的問題。晶格嚴格匹配要求及稀缺原料、MOCVD設備依賴導致成本高企，2025年單價約60-70美元/W，為太空用晶硅電池的3-4倍（太空用硅電池成本約20美元/W）。產能方面，2025年全球年產能已提升至100-150MW，國內乾照光電等企業新增產能釋放后，仍難以完全匹配低軌衛星星座的大規模部署需求。

硅基P型HJT電池：成本優勢賦能，瞄準低軌短期任務

地面硅基光伏技術具有成熟的量產基礎。憑借持續的研發突破和商業航天趨勢下的成本優勢，該技術正重新成為應對空間挑戰的優質候選者。HJT（異質結）電池因具備天然優勢，在太空應用中潛力突出：一方面擁有優異抗輻射特性，空穴遷移穩健且缺陷自修復能力強；另一方面適合薄片化生產（厚度80~110μm），相比傳統PERC與TOPCon技術，HJT電池比功率更高，更適配太空環境。疊加抗輻射玻璃蓋板后，在低軌通信衛星、氣象衛星等場景，可執行成本敏感、功率需求中等（1-10kW級）的短期任務（如立方星、納米衛星等）。

2024年8月，梅耶博格科技股份有限公司與Solestial宣布建立戰略合作伙伴關系，將Solestial開發的超薄、抗輻射柔性晶硅片與梅耶博格的異質結技術相結合，計劃生產用于太空旅行的下一代超薄硅太陽能電池。2025年10月，法國原子能委員會（CEA）與國家太陽能研究所（INES）聯合公布了自愈型超薄HJT電池的技術突破，涵蓋90μm和60μm兩種厚度規格。該電池的核心亮點是可利用太空光熱實現輻射損傷自修復：在低軌空間環境下，經1014e－/cm2電子輻照（80℃條件）后，能恢復97%以上的初始性能（初始效率14%，由第三方機構ISFH認證）。

隨著技術成熟與成本優勢持續釋放，硅基光伏未來將逐步拓展至更多太空領域：2026-2027年進入技術迭代期，通過優化抗輻射穩定性與量產良率，滲透率有望提升至15%-20%，成為立方星、納米衛星等低軌小型衛星的標準化電源方案。

鈣鈦礦疊層電池：未來潛力較大，加速在軌驗證與商業化探索

鈣鈦礦作為第三代光伏核心材料，是地面光伏領域最具潛力的候選技術之一。在地面AM1.5G標準光譜下認證效率已突破27%，AM0太空光譜環境中單結電池理論效率上限達30.4%，通過組分精準調控與多結疊層結構創新，成為提升空間級性能的核心路徑。其具備高峰值吸收系數（>105cm-1）與長載流子壽命（>1μs），僅需500nm吸收層即可實現高效光電轉換，低能耗制備工藝下比功率超20W/g，兼具低成本與輕量化優勢。

鈣鈦礦光伏的抗輻射特性研究始于2015年，涵蓋質子、電子、伽馬射線等高能粒子輻射場景。當前，疊層結構面臨更嚴峻的輻射挑戰：復合結材料的輻照衰減易導致子電池電荷提取失衡，是制約其性能穩定性的關鍵瓶頸。此外，極低溫相穩定性與極端溫差下的結構耐受性，更是鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層電池實現太空商業化應用的核心考量維度。

市場推進分三階段：2023-2027年為在軌驗證期，已通過2023年12月埃依斯末子級Y13、2025年天雁24星等多顆衛星正進行或完成在軌運行測試，持續積累極端環境可靠性數據；預期2028年正式切入市場，在低軌星座中實現5%滲透率，疊層技術效率突破35%、成本較砷化鎵降低60%；2028-2030年進入商業化放量期，適配低成本星座與太空數據中心初期供電需求；2035年在太空數據中心供電占比達50%，成為深空探測與大規模在軌算力場景的主力電源技術。

結論：P型HJT短期適配性更強，鈣鈦礦疊層是太空光伏長期方向

未來，太空光伏技術迭代三梯隊趨勢清晰：短期來看，砷化鎵多結電池短期仍是航天電源“黃金標準”；輕質HJT電池未來3-5年將滲透臨近空間等領域；隨著穩定性問題的快速突破，鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層電池在5-10年內或將成深空探測與低成本星座的更優解。

P型晶硅電池處于技術驗證向場景滲透關鍵期：本征P型摻雜結構抗輻射性優于N型（高能輻射缺陷俘獲空穴載流子概率低、載流子壽命長，晶格結構穩定），適配臨近空間、低成本星座需求，且量產工藝成熟，契合規模化降本訴求。制約核心為兩點：一是航天級產能未規模化，定制化生產能力不足；二是10年以上在軌極端環境長壽命驗證尚在推進，短期難全面切入核心航天場景。

鈣鈦礦及疊層電池本征優勢契合未來太空光伏需求：高比功率、柔性兼容、溶液法降本潛力大，適配萬顆級衛星星座規模化部署，且長期可靠性持續突破，已廣泛開展在軌驗證。核心制約：高溫強輻射環境下壽命衰減問題需技術突破與封裝優化；地面應用未實現規模化放量，導致航天級定制化產能、供應鏈配套缺失，缺乏量產基礎支撐。

市場空間：雙場景驅動，增長潛力持續釋放

中國低軌衛星星座：商業化進程提速

低軌衛星與衛星互聯網星座是當前太空光伏最核心的應用場景，以抗輻射、高轉換效率為核心優勢的砷化鎵電池，目前為該場景下的主流能源部件。中國低軌衛星星座建設正釋放巨大市場潛力，目前已規劃六座巨型星座項目，涵蓋“國網”“G60千帆星座”等通信骨干星座，以及“吉利未來出行星座”（車聯網定位）、“天啟”（物聯網數據）、“鴻鵠-3”（寬帶通信）、“三體計算星座”（在軌算力）等商業細分領域星座，規劃總衛星數量超5萬顆。

當前中國低軌衛星光伏應用已完成首批星座部署，累計發射約380顆衛星，光伏能源系統以砷化鎵電池為主導。后續新型光伏技術將加速迭代，推動新增裝機量提升與市場份額擴容，而多結砷化鎵電池成本下降空間收窄。鈣鈦礦疊層技術憑借工藝、成本及能量密度優勢，降本彈性更突出。

作為已進入商業化落地階段的成熟賽道，該場景下光伏核心定位為“衛星自用供電”，僅為衛星自身飛行姿態調整、通信載荷運行等基礎功能提供能源供給，需求邊界相對清晰。結合新建星座規模化部署、存量衛星更新維護兩大核心場景，我們預計2030年國內低軌衛星光伏市場空間有望超30億美元。

太空數據中心：長期成長空間廣闊

太空數據中心是“算力上天”的核心載體，正加速從構想到落地實踐。

國內層面，北京太空數據中心規劃于700-800公里晨昏軌道部署吉瓦級系統，分三階段推進：2025-2027年建成200kW/1000POPS算力星座，開展“天數天算”試點；2028-2030年推進二期，實現“地數天算”商業化；2031-2035年完成衛星量產與在軌對接，建成大規模集群。國際層面，馬斯克提出太空AI計算中心構想，計劃依托星艦火箭部署100-500GW級太陽能AI衛星，遠期產能超全球當前發電總量。

作為處于早期驗證階段的長期成長賽道，太空數據中心場景下光伏核心定位為“算力運營支撐供電”，除滿足衛星基礎飛行消耗外，核心為在軌算力中心的高功率計算載荷提供能源支撐，多元用電場景顯著放大光伏需求邊界。進入100GW年部署周期后，預計鈣鈦礦及疊層電池供電占比將達50%，對應年市場規模超百億美元，占全球太空光伏總市場份額的35%以上。

投資建議

建設航天強國是我國核心國家戰略，航天領域是關鍵落地載體。2024年我國商業衛星入軌量達201顆，較2023年的120顆同比增長67.5%。在國家航天工程穩步推進、商業航天借助“互聯網+航天”實現爆發式增長的背景下，太空光伏作為核心供能及應用場景之一，有望迎來需求加速增長。

從太空光伏目前應用場景來看，包括：①定向輸電精準覆蓋偏遠、極地、海洋等高供電成本區域。②以獨立供電模式滿足軍事基地、應急救援等場景的高安全供電需求。③太空數據中心供電。中國已明確分三階段突破核心技術，計劃于2031-2035年在700-800km軌道規模化部署GW級太空數據中心。美國方面，谷歌、Starcloud聯合英偉達推進測試衛星發射與在軌基礎算力驗證，SpaceX則依托星艦可復用技術與星鏈組網優勢，聚焦高效抗輻射、輕量化光伏組件研發及能源系統優化。

技術路線上，我們預計短期（2024-2027年）三結砷化鎵電池主導高價值通信衛星、深空探測等場景，但面臨成本與產能約束難以在低軌場景下放量。中期（2026-2030年）P型HJT電池在現有量產技術中抗輻射、輕量化性能更優，有望逐步滲透低軌短期任務；長期（2028年后）鈣鈦礦疊層電池憑借高比功率優勢加速突破，在實現較高發電效率的同時輕量化能力也較為突出，應用場景從當前的航天器供電，逐步拓展至2030年的空間太陽能電站定向輸電，最終支撐2035年后GW級太空數據中心規模化部署。

1、上游原材料放量，中游制造業加速擴產，導致行業競爭加劇。當前主產業鏈各環節產能規模較大，且有部分新玩家計劃擴產，若后續原材料充足，且各環節擴產均能落地，預計行業競爭可能會加劇。

2、電網消納等環節出現瓶頸導致行業需求不及預期的風險。中美歐近年來新能源裝機并網速度較快，可能會對電網消納能力造成一定沖擊，從而可能會使得光伏新增裝機增速放緩。

3、新技術快速擴散導致盈利能力下降的風險。目前光伏行業TOPCon電池擴大計劃規模較大，如果后續行業擴產提速且各玩家之間差距不大，那么可能會造成TOPCon盈利能力下降的風險。

朱玥：中信建投證券電力設備新能源行業首席分析師。2021年加入中信建投證券研究發展部，8年證券行業研究經驗，曾就職于興業證券、方正證券，《財經》雜志，專注于新能源產業鏈研究和國家政策解讀跟蹤，在2019至2022年期間帶領團隊多次在新財富、金麒麟，水晶球等行業權威評選中名列前茅。

任佳瑋：中信建投證券電力設備及新能源分析師，南京大學經濟學學士，復旦大學金融碩士，研究方向為光伏。2022年所在團隊榮獲新財富最佳分析師評選第四名，2022年上證報最佳電力設備新能源分析師第二名，金麒麟評選光伏設備第二名，水晶球新能源行業第三名，水晶球電力設備行業第五名。

王吉穎：中信建投證券電力設備及新能源分析師，中央財經大學金融學學碩士，研究方向為光伏。2022年所在團隊榮獲新財富最佳分析師評選第四名，2022年上證報最佳電力設備新能源分析師第二名，金麒麟評選光伏設備第二名，金麒麟電池行業第三名，金麒麟新能源汽車第三名，水晶球新能源行業第三名，水晶球電力設備行業第五名。

證券研究報告名稱：《P型HJT和鈣鈦礦疊層有望成為短中期太空光伏的主流技術路線》

對外發布時間：2025年12月22日

報告發布機構：中信建投證券股份有限公司

本報告分析師：

朱玥 SAC編號：S1440521100008

任佳瑋 SAC編號：S1440520070012

王吉穎 SAC編號：S1440521120004